Cómo la microgravedad afecta a la fertilidad, y por qué es importante

La humanidad ha pasado décadas aprendiendo a sobrevivir en el espacio. Los astronautas pueden soportar meses de ingravidez, controlar la pérdida ósea y hacer frente a la radiación. Pero una pregunta fundamental sigue sin respuesta en gran medida: ¿pueden los humanos reproducirse fuera de la Tierra?

A medida que las agencias espaciales planean misiones de varios años a Marte y las empresas privadas discuten sobre asentamientos permanentes, la biología reproductiva en microgravedad se ha convertido en una de las fronteras más urgentes, y menos comprendidas, de la medicina espacial.

Los espermatozoides pueden nadar, pero se pierden

En la Tierra, la gravedad juega un papel sutil pero crítico en la guía de los espermatozoides hacia un óvulo. El tracto reproductivo femenino crea un laberinto complejo de canales, y los espermatozoides dependen de una combinación de señales químicas, flujo de fluidos y señales gravitacionales para navegar por él.

Una investigación publicada en Communications Biology por científicos del Instituto de Investigación Robinson de la Universidad de Adelaida demostró que, bajo microgravedad simulada, los espermatozoides conservaban su capacidad de nadar, pero perdían su sentido de la orientación. Muchos menos espermatozoides lograron navegar con éxito a través de canales diseñados para imitar el tracto reproductivo en comparación con las condiciones de gravedad normal.

Curiosamente, la hormona progesterona restauró parcialmente la capacidad de navegación de los espermatozoides, lo que sugiere que las intervenciones químicas podrían algún día compensar la ausencia de gravedad. Sin embargo, el efecto fue limitado y los investigadores advierten contra la suposición de que existe una solución simple.

Las tasas de fertilización disminuyen drásticamente

Incluso cuando los espermatozoides alcanzan el óvulo, la microgravedad crea más obstáculos. En estudios con animales, las tasas de fertilización disminuyeron significativamente en condiciones de ingravidez. Los óvulos de ratón mostraron una caída del 30 por ciento en la fertilización exitosa durante cuatro horas, mientras que los óvulos de cerdo experimentaron una disminución del 15 por ciento. Estas no son cifras triviales: sugieren que la microgravedad interrumpe fundamentalmente la danza molecular necesaria para que el espermatozoide y el óvulo se fusionen.

Los embriones se desarrollan, pero no normalmente

Un experimento histórico a bordo de la Estación Espacial Internacional examinó 720 embriones de ratón congelados que fueron descongelados y cultivados en órbita. Si bien algunos embriones progresaron hasta la etapa de blastocisto, la bola hueca de células que se implanta en el útero, la tasa de éxito fue notablemente menor que en la Tierra. Solo alrededor del 24 por ciento de las células supervivientes en microgravedad alcanzaron la etapa de blastocisto, en comparación con el 31 por ciento bajo gravedad artificial creada por una centrífuga a bordo.

Lo que es más preocupante, el 25 por ciento de los blastocistos en microgravedad mostraron un posicionamiento celular anormal, con células destinadas a formar el feto apareciendo en los lugares equivocados. En la Tierra, la gravedad ayuda a que las células más pesadas de la masa celular interna se asienten en el fondo de la cavidad embrionaria, estableciendo el plan corporal. Sin ese ancla gravitacional, la arquitectura embrionaria puede desviarse.

La radiación añade otra capa de riesgo

La microgravedad es solo la mitad del problema. Más allá de la magnetosfera protectora de la Tierra, los astronautas se enfrentan a la radiación cósmica de alta energía que ataca las células reproductivas con particular severidad. Los folículos ováricos y las células productoras de esperma se encuentran entre los tejidos más sensibles a la radiación del cuerpo.

Los modelos estiman que la exposición a la radiación durante una misión típica a Marte podría reducir la reserva ovárica de una mujer, su suministro de óvulos de por vida, en aproximadamente un 50 por ciento. Para los hombres, la radiación disminuye el conteo de espermatozoides y los niveles de testosterona, aunque las células reproductivas masculinas pueden regenerarse parcialmente a partir de células madre supervivientes, una opción no disponible para los ovarios.

Una estancia de seis meses en la ISS expone a los astronautas a entre 54 y 108 milisieverts de radiación. Un viaje de ida y vuelta a Marte podría proporcionar entre 210 y 1070 milisieverts anuales, acercándose o superando los umbrales de infertilidad temporal.

Por qué esta investigación importa ahora

Ningún ser humano ha concebido jamás en el espacio, y las restricciones éticas dificultan la experimentación directa. La mayor parte de la evidencia actual proviene de modelos animales y simulaciones terrestres utilizando clinostatos, dispositivos giratorios que promedian el vector de gravedad para imitar la ingravidez.

Pero el calendario se está ajustando. El programa Artemis de la NASA tiene como objetivo establecer una presencia lunar sostenida, y varias organizaciones están desarrollando arquitecturas de tránsito a Marte para la década de 2030. Si los asentamientos van a ser autosuficientes, la reproducción no puede seguir siendo una ocurrencia tardía.

Los investigadores están explorando varias contramedidas: gravedad artificial a través de hábitats rotatorios, suplementos hormonales para mejorar la función de los gametos y protección avanzada contra la radiación cósmica. Algunos científicos también han propuesto la criopreservación de óvulos y espermatozoides antes de misiones largas como una póliza de seguro reproductivo.

La ciencia aún es joven, pero el mensaje es claro: llevar a los humanos al espacio fue el primer gran desafío. Asegurarse de que puedan formar familias allí puede ser el siguiente.